JP2001283839A - 電池用電極シートの加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池用電極シートの裁断領域に突出・残存す
る集電体の食みだしなどを容易に、かつ電極シートの品
質低下を招来するこことなく除去できる電極シートの加
工装置の提供。 【解決手段】 金属繊維もしくは金属箔を集電体２ａと
して含み、かつ裁断・分離した電池用電極シート２を走
向させる走向機構１と、前記走向機構１の側面に沿わせ
て相対的な進退が可能に対向配置され、走向する電池用
電極シート２の裁断端縁部を挟着的に回転研磨する一対
の回転型研磨ローラ３、４と、前記回転型研磨ローラ
３、４の少なくとも一方側に付設され、回転型研磨ロー
ラ３、４の挟着力を調整する弾撥体５とを有することを
特徴とする電池用電極シートの加工装置である。ここ
で、電池用電極シート２を走向させる代わりに、回転型
研磨ローラ３、４側を走向させてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池用電極シート
の加工装置に係り、さらに詳しくは金属繊維もしくは金
属箔を集電体として含み、かつ裁断・分離した電池用電
極シートの裁断・分離領域に突出した集電体のバリを除
去する加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車、電動アシスト式自転車、あ
るいは電動工具などの駆動源として、エネルギー密度が
高く、かつ低コストで、環境問題もないニッケル水素二
次電池が知られている。たとえば、方形に裁断分離され
たシート状正極、シート状絶縁体(電解液担持)、および
シート状負極を積層して成る電極要素を、電池外装缶内
に液密に封装した構成のニッケル水素二次電池が広く実
用に供されている。ここで、電極要素は、スパイラル状
に捲装し、円筒型の電池外装缶内に液密に封装した構成
を採ることもできる。

【０００３】ところで、前記電極要素の構成において
は、たとえは微細なニッケル繊維(ニッケルフェルト系
繊維)などの金属繊維、あるいは薄い金属箔を集電体と
し、この集電体に所要の電極活物質を塗工・乾燥したも
のが電極シートとして使用されている。なお、電極シー
トは、一般的に、広幅なシートもしくはテープ状の集電
体に、所要の電極活物質を塗工・乾燥し、その後に、所
要の寸法、形状に裁断ないし打ち抜きされたものであ
る。また、その一裁断辺領域は、集電体を帯状に露出さ
せ、リード箔を接続し易いように形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記裁
断・分離もしくは打ち抜き分離された電極シートは、次
のような不都合が認められる。すなわち、シート状電極
素材から、所定寸法ないし形状に裁断・分離などして得
た電極シートは、裁断面領域に裁断された集電体や活物
質が部分的に突出し(食みだし、バリ)、これが残存する
ために電池機能を損なう恐れがある。

【０００５】この点、さらに言及すると、たとえばニッ
ケルフェルト系繊維などの金属繊維は、一般的に、微細
経で、かつ柔らかいので、また、金属箔の場合も厚さが
薄いので、裁断面に金属繊維などが食みだしやバリが発
生しない状態に、裁断加工などを行うことは、事実上至
難である。そして、結果的に、電極シートの裁断・分離
面に、突出(食みだし、バリ)している金属繊維などが、
隣接配置された絶縁シートを突き抜け、他の電極シート
に接触するなど、電池内部でショートを起こす恐れがあ
る。

【０００６】こうした懸念から、電極シートの裁断領域
面に食みだす金属繊維などを除去するために、たとえば
電極シートに一定の電位を与える一方、対応する電極を
裁断領域面に近接させ、放電を起こさせて、この放電に
よって食みだしている金属繊維などを溶断・除去するこ
とも試みられている。

【０００７】しかし、上記放電処理手段は限界があり、
十分満足し得る対策といえない。たとえばニッケル水素
電池用の負極は、集電体に水素吸蔵合金を含む活物質を
担持しているため、放電処理の過程で、発火する危険性
がある。そして、この発火の危険性は、作業性ないし作
業環境を損なうだけでなく、品質ないし歩留まりの低下
を招来する。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、電池用電極シートの裁断領域に突出・残存する集電
体の食みだしなどを容易に、かつ電極シートの品質低下
を招来するこことなく除去できる電極シートの加工装置
の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、金属
繊維もしくは金属箔を集電体として含み、かつ裁断・分
離した電池用電極シートを走向させる走向機構と、前記
走向機構の側面に沿わせて相対的な進退が可能に対向配
置され、走向する電池用電極シートの裁断端縁部を挟着
的に回転研磨する一対の回転型研磨ローラと、前記回転
型研磨ローラの少なくとも一方側に付設され、回転型研
磨ローラの挟着力を調整する弾撥体とを有することを特
徴とする電池用電極シートの加工装置である。

【００１０】請求項２の発明は、金属繊維もしくは金属
箔を集電体として含み、かつ裁断・分離した電池用電極
シートを固定的に載置する載置体と、前記載置体の側面
に沿わせて相対的な進退が可能に対向配置され、電池用
電極シートの裁断端縁部を挟着的に走向しながら回転研
磨する一対の回転型研磨ローラと、前記回転型研磨ロー
ラの少なくとも一方側に付設され、回転型研磨ローラの
挟着力を調整する弾撥体とを有することを特徴とする電
池用電極シートの加工装置である。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求
項２記載の電池用電極シートの加工装置において、少な
くとも一方の回転型研磨ローラの対向端縁面がテーパ付
けされていることを特徴とする。

【００１２】請求項１ないし３の発明において、被加工
体となる電池用電極シートは、一枚のシート状電極、た
とえばニッケル水素電池用の正極シート、負極シートな
どを複数の帯状に裁断・分離し、さらに、その帯状を一
定の長さに裁断・分離し、あるいは打ち抜き加工で、複
数化したもので、集電体が電極活物質層を担持した構成
のものである。なお、電極シートの裁断・分離領域の被
加工部は、集電体の食みだしにより、内部ショートを起
こし易い部分、たとえば捲装型の電極要素を形成する電
極シートの場合は、帯状に裁断・分離した状態で一方の
幅側(捲装型のとき下側になる)のみを被加工領域として
もよい。

【００１３】請求項１ないし３の発明において、回転型
研磨ローラは、たとえば呼び寸法２００、上目数５６、
JIS B ４７０３などの細かい綾目の円盤状の工具用ヤ
スリ、あるいは＃２００〜＃１０００程度の円盤状のダ
イヤモンド砥石などが挙げられる。そして、回転型研磨
ローラは、電極シートの裁断端面に摺接し、その裁断端
面を容易に研磨できるように、少なくとも一方の対向面
が段付きないしテーパ付きに形成されている。ここで、
回転型研磨ローラの少なくとも一方側の外周端縁部（対
向面側）のテーパ付けは、たとえば５〜１５度程度であ
る。

【００１４】なお、回転型研磨ローラによる研磨は、被
加工体である電極シートの材質、厚さ、構成などによっ
ても異なるが、一般的に、５００ｇないし２０００ｇ程
度の押圧力に設定すれば十分である。ここでの押圧力
は、回転型研磨ローラの少なくとも一方側に付設された
弾撥体、たとえばスプリング機構などであり、相対的な
押圧によって、回転型研磨ローラの挟着力が調整され
る。また、前記回転型研磨ローラの少なくとも一方側の
外周端縁部（対向面側）を、たとえば５〜１５度程度の
テーパ付けにしておくと、前記挟着力の調整が容易にな
る。

【００１５】請求項１および請求項２の発明では、電池
用電極シートの裁断部領域に突出・食みだした微細な金
属繊維などが、裁断部領域を適度に挟着する回転型研磨
ローラによって研磨・除去される。すなわち、突出・食
みだした微細な金属繊維などは、適正な機械的処理条件
で研磨されるため、突出・食みだした微細な金属繊維な
ど容易に、かつ確実に除去される。しかも、この処理
は、機械的であって、発火などの危険性のない状態で行
われるので、良好な作業性や歩留まりも確保される。

【００１６】請求項３の発明では、より容易に、上記電
池用電極シートの加工処理を行えるので、より信頼性の
高い電極シートの加工が行われる。

【００１７】

【発明の実施形態】以下、図１、図２（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）および図３を参照して実施例を説明する。

【００１８】図１は、実施例に係る加工装置の概略構成
を示す側面図、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１に
図示する加工装置が具備する回転型研磨ローラ対の互い
に異なる構成例を示す側面図、図３は、図１に図示する
加工装置による加工状態を模式的に示す平面図である。

【００１９】図１において、１は金属繊維もしくは金属
箔を集電体として含み、かつ裁断・分離した電池用電極
シート２を走向させる走向機構である。ここで、走向機
構１は、たとえば幅 ３０〜１２
０）ｍｍ程度、長さ１５０〜１０００ｍｍ程度に裁断さ
れた帯状の電極シート２を固定的に載置する載置体、お
よびこの載置体を走向させる走行用ローラ１ａ、１ｂを
具備した構成と成っている。

【００２０】３、４は前記走向機構１の側面に沿わせて
相対的な進退が可能に対向配置され、走向する電池用電
極シート２の裁断端縁部を挟着的に回転研磨する一対の
回転型研磨ローラ、５は前記回転型研磨ローラ３、４の
少なくとも一方側に付設され、回転型研磨ローラ３、４
の挟着力を調整する弾撥体である。なお、回転型研磨ロ
ーラ３、４は、図示を省略した回転駆動源により、１分
当たり７０〜８０）回程度に回転するように設定されて
いる。

【００２１】ここで、回転型研磨ローラ３、４は、図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にて、それぞれ異なる構造例を
示すように、電極シート２の裁断端縁部を挟着すると
き、裁断端面も摺接するように、回転型研磨ローラ３、
４の対向する少なくとも一方の外周縁部を段差３ａ付
き、もしくはテーパ３ｂ、４ｂ付きに形成されている。
そして、前記段３ａやテーパ３ｂ、４ｂは、被加工体２
の厚さを考慮して決められる。たとえば挟着する電極シ
ート２の裁断端縁部の厚さよりも０，２〜０，８ｍｍ程
度小さく設定する。

【００２２】また、前記回転型研磨ローラ３、４の挟着
力を調整する弾撥体５は、たとえばスプリングバネであ
り、回転型研磨ローラ３、４間に、たとえば０，０５〜
０，５ＭＰａ程度の圧力を印加できる弾撥力を呈するも
のである。

【００２３】上記では、回転型研磨ローラ３、４を固定
型にし、電極シート２を走向させて加工する構成につい
て説明したが、この回転型研磨ローラ３、４による裁断
端縁領域の研磨加工は、電極シート２を固定型とし、裁
断端縁領域に沿わせて回転型研磨ローラ３、４を走向さ
せる構成としてもよい。つまり、電極シート２および回
転型研磨ローラ３、４の走向は、相対的なものである。

【００２４】次に、図１に概略構成を図示した加工装置
による電池用電極シート２の加工例を説明する。図３
は、その実施態様を模式的に示すもので、長さ方向に沿
ってリード箔の接合部として帯状に集電体２ａを露出さ
せたテープ状電極シート２を用意する。

【００２５】ここで、テープ状電極シート２は、たとえ
ばニッケルフェルト繊維系シートを集電体２ａとし、こ
の集電体２ａに、ニッケル合金を含む正極活物質を塗工
し、かつ圧延した厚さ０，２〜２，０ｍｍ、幅３０〜１
２０ｍｍ、長さ１３０〜１０００ｍｍものである。そし
て、リード箔の接合領域が幅１５ｍｍ程度の帯状（集電
体２ａを露出）に設けられており、前記リード箔の接合
領域２ａに対して他の側（捲装し電極要素を形成したと
き下側になる）の裁断部領域を加工対象としている。

【００２６】次いで、この電極シート２を走向機構１に
載置・固定して所定方向に走向させる。また、走向する
電極シート２の被加工領域を回転型研磨ローラ３、４
で挟着させ、かつ回転型研磨ローラ３、４の回転駆動に
より、前記被加工領域に対する摺接・研磨の作用をす
る。このとき、回転型研磨ローラ３、４は、スプリング
バネ５の弾撥性によって押圧力を受け、被加工領域面に
密着的に摺接・研磨する。

【００２７】つまり、一対の回転型研磨ローラ３、４間
を挟着的に通過する過程で、電極シート２の被加工領域
に残存していた集電体および電極活物質の突出・食みだ
しなど容易に、かつ確実に除去される。

【００２８】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることもできる。たとえば、加工対象となる電極シー
トの形状・寸法、あるいは加工対象となる電極シートの
材質などに対応して、被加工体の固定型化、回転型研磨
ローラの組み合わせなどを適宜変更・設定することもで
きる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１および請求項２の発明によれ
ば、電池用電極シートの裁断部領域に突出・食みだした
微細な金属繊維などは、適正な機械的処理条件で研磨さ
れるため、突出・食みだした微細な金属繊維など容易
に、かつ確実に除去される。したがって、形成した電極
要素を電池外装缶内に装着し電池製品化した場合、内部
ショート発生の恐れも解消するので、信頼性の高い電池
の提供に大きく寄与する。しかも、この処理は、機械的
であって、発火などの危険性のない状態で行われるの
で、良好な作業性や歩留まりも確保される。

【００３０】請求項３の発明では、より容易に、上記電
池用電極シートの加工処理が可能なこととに伴って、よ
り信頼性の高い電極シートを提供できるので、電池製品
の信頼性、歩留まりなどの向上を図ることとができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る加工装置の概略構成を示す側面
図。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施例に係る加工
装置が具備する回転型研磨ローラ対の互いに異なる構成
例を示す側面図。

【図３】実施例に係る加工装置による加工の実施態様を
模式的に示す平面図。

【符号の説明】

１……走向機構 １ａ、１ｂ……走行用ローラ ２……電池用電極シート ２ａ……集電体露出部 ３、４……回転型研磨ローラ ３ａ……回転型研磨ローラの段差 ３ｂ、４ｂ……回転型研磨ローラのテーパ ５……弾撥体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属繊維もしくは金属箔を集電体として
   含み、かつ裁断・分離した電池用電極シートを走向させ
   る走向機構と、 前記走向機構の側面に沿わせて相対的な進退が可能に対
   向配置され、走向する電池用電極シートの裁断端縁部を
   挟着的に回転研磨する一対の回転型研磨ローラと、 前記回転型研磨ローラの少なくとも一方側に付設され、
   回転型研磨ローラの挟着力を調整する弾撥体と、を有す
   ることを特徴とする電池用電極シートの加工装置。
2. 【請求項２】 金属繊維もしくは金属箔を集電体として
   含み、かつ裁断・分離した電池用電極シートを固定的に
   載置する載置体と、 前記載置体の側面に沿わせて相対的な進退が可能に対向
   配置され、電池用電極シートの裁断端縁部を挟着的に走
   向しながら回転研磨する一対の回転型研磨ローラと、 前記回転型研磨ローラの少なくとも一方側に付設され、
   回転型研磨ローラの挟着力を調整する弾撥体と、を有す
   ることを特徴とする電池用電極シートの加工装置。
3. 【請求項３】 少なくとも一方の回転型研磨ローラの対
   向端縁面がテーパ付けされていることを特徴とする請求
   項１もしくは請求項２記載の電池用電極シートの加工装
   置。